Sammanfattningen s. 325 - 354 Flashcards
De residenta leukocyterna har reagerat på en in amma- torisk trigger och släpper ifrån sig sina signalmolekyler, här ser vi en soppa av många olika signalmolekyler som kan vara både kroppsegna men även exoge- na. Beskriv dessa.
Histamin och PAF (Platelet-activating Factor) frisläpps från mastceller, substans-P från sensoriska celler, skadade celler läcker heat-shock proteiner, och bakteriella endotoxiner är alla pro-in ammatoriska signaler. Mastceller är i synnerhet viktiga för denna respons de är långlivade residenta celler som nns i alla vaskulariserade vävnader och är redo att släppa ifrån sig en stor mängd pro-in ammatoriska signaler.
När mastcellen släpper sin last frigörs stora mängder av olika pro-in ammatoriska mediatorer från granula till lipidmetaboliter och kemokiner. Mastcellerna ak- tiveras genom antikroppen IgE som den har en hög a nitet för. Mastcellens innehåll bidrar till stor del till den ökade permeabiliteten hos blodkärlen men
den aktiverar i synnerhet endotelcellerna, de blir också deltagande i den stora procesen av att aktivera en akut in ammation.
Beskriv vad som händer när den aktuta inflammationen blir systemisk.
Vid det här stadiet har vi sett hur en vävnad har startat en in ammatorisk reaktion, aktiverad endotelcellerna och rekryterat leukocyter ( a neutro - ler) till vävnaden som nu aktiveras genom en förskjutning i balansen av pro-in ammatoriska och anti-in ammatoriska signalmolekyler. Om de pro- in ammatoriska signalerna når systemkretsloppet i tillräckligt stora mängder kan vi få en systemisk in ammation där era delar av kroppen blir delaktiga.
Framför allt så händer fyra saker i kroppen när en in ammation blir systemisk. Till att börja med får vi feber, en systemisk temperaturökning. Hypotalamus kommer dessutom notera ökningen av pro-in ammatoriska sig- naler och själv försöka dämpa det systemiska svaret, allt handlar ju om att ha en balans mellan pro- och anti-in ammatoriska signaler. Febern ökar mo- biliseringen av leukocyter från benmärgen till lymfkörtlar och blodet. När in ammationen når levern aktiveras syntesen av akutfasproteiner som hjäl- per kroppen vid en stressituation.
Feber orsakas av cytokinerna IL-1, TNF-α och IL-6 (De två förstnämnda är familjer medan IL-6 är en hematopoetisk cytokin) som verkar i hypota- lamus. En region av hypotalamus reglerar vår normala kroppstemperatur och när den påverkas av de ovannämnda cytokinerna höjs måltemperaturen, prostaglandinet PGE2 frisläpps i hypotalamus och genom vasomotorcentrat och genom det sympatiska nervsystemet orsakas en vasokonstriktion av de perifera kärlen så värme inte leds ut till huden lika mycket och andra värme- genererande processer i kroppen ökar.
Samtidigt nns en neural negativ feedback från hypotalamus till många andra delar av kroppen, t.ex. hypofysen genom ACTH till binjurebarken or- sakad av hormoner från hypotalamus. Den kraftiga mängden in ammatoriska cytokiner måste balanseras för att se till att svaret blir proportionell till be- hovet, inte mer. Från hypotalamus skickas många signaler till olika regioner såsom hypofysen som orsakar en ökad utsöndring av anti-in ammatoriska signalmolekyler, ett bra exempel är glukokortikoider såsom kortisol från binjurebarken. Glukokortikoider är ett bra exempel för de stoppar väldigt många typer av in ammatoriska celler (leukocyter) så glukokortikoider ver- kar på många steg i kedjan av in ammatoriska signaler. Den neurala åter- kopplingens intracellulära e ekt bygger till stor del på NF-kB som är en gemensam nämnare för många händelser i cellen.
Den ökade kroppstemperaturen ökar rekryteringen och mobiliseringen av lymfocyter ut till vävnader där de behövs. Leukocyter kommer snabbare in till lymfkörtlarna genom att adhesionsproteinerna ICAM-1 och CCL21 uttrycks
mera på endotelcellerna i lymfkörtlarna, leukocyter fäster då lättare och kan migrera ut ur blod ödet. Febern leder till en mobilisering av neutro ler som är redo men inte helt mogna ut från benmärgen genom cytokinet G-CSF. Generellt ökar nivåerna av de tre cytokinerna TNF-α, IL-1 och IL-6, bakterier och virus har svårare att föröka sig då temperaturen inte längre är optimal för deras replikationscykel.
Det sista steget är att akutfasproteiner skapas och utsöndras från le- vern och induceras också av IL-6, IL-1 och TNF-α. IL-1 och TNF-α induce- rar syntesen av typ-1 akutfasproteiner och IL-6 syntesen av typ-2. Målet med akutfasproteinerna är: att skydda kroppen från främmande organismer, be- gränsa vävnadsskador från en in ammation, öka koagulationsfaktorerna samt ge en antiin ammatorisk återkoppling. Tittar man på t.ex. CRP så promo- terar den en opsonisering av bakterier men även döda celler vilket skyddar kroppen, eller en stor mängd proteashämmare som förhindrar en överdriven vävnadsskada.
In ammation målas under utbildningens gång ibland som en ganska nega- tiv egenskap men djurmodeller visar att in ammation ökar deras överlevnad när de utsätts för stress. Det viktiga med en systemisk in ammation är att det är en akut och transient process som endast bör vara en kortare period, när denna process blir långdragen kan vi börja uppleva problem då en kro- nisk systemisk in ammation är som att vara sjuk i era månader och kan då blir patogent.
IL-1, TNF-α och kemokiner kommer allihopa aktivera endotelcellerna. Beskriv vad som händer.
IL-1, TNF-α och kemokiner aktiverar allihopa endotelcellerna som börjar uttrycka selektiner, ICAMs och VCAMs som är adhesionsmolekyler och gör plötsligt endotelcellen klibbig till andra celler i blod ödet, leukocyter kan fästa och ta sig ut genom dessa endotelceller. Dessutom frisätter endotelcellerna också egna signalmolekyler såsom kemokiner och kväveoxid som attraherar leukocyter till att ta sig ut i denna vävnad. Neutro ler som är stjärnan i den akuta in ammationen rekryteras på det här sättet till den in ammerade vävnaden, den reagerar på endotelcellernas signalmolekyler och fäster till dem så den kan bli rekryterad.
I blodet är ca 60% av alla leukocyter neutro ler, så det är inte konstigt att de snabbt utgör en majoritet. Dessutom nns en reserv av neutro ler i benmärgen som kan frisättas ganska snabbt, jämför detta med makrofager som måste mogna ut för att få ökade antal. Men det är inte bara antalet neutro ler som gör att de nns i majoritet, endotelcellerna kan presentera olika adhesionsmolekyler och kemotaktiska faktorer som bestämmer vilka cel- ler som oftast rekryteras. Man pratar om en area code likt en postadress så genom att presentera en viss ‘area code’ kan endotelcellerna rekrytera olika celler, detta är dock inte helt kartlagt och därför inte ett helt utrett begrepp.
När man pratar om kemotaxi, att kemokiner lockar till sig celler, så ska man veta att det nns en optimal koncentration för kemotaxisk beteende. Vid den optimala koncentrationen kommer den största mängden celler att lockas till kemokin-källan, men om koncentrationen stiger över den optimala så kommer cellerna sluta vandra och aktiveras. Teorin är att när cellen känner av så höga koncentrationer så kommer källan vara extremt nära och cellen är troligen redan i vävnaden, då är det dags för cellen att sluta vandra och börja bli funktionell.
En in ammation vill förgöra orsaken till in ammationen, och på vägen kan den även råka skada väv- naden. Detta sker då främst bland kroniska in ammationer men kan även ske vid akuta in ammatio- ner, t.ex. kan vi få en in am- mation av kärl (vaskulit) och se en nekrotisering av närliggande cel- ler.
Nu när våra in ammatoriska celler
är i den drabbade vävnaden och ke-
mokinkoncentrationerna är höga li-
kaså andra signalmolekyler så akti-
veras dessa celler och det in amma-
toriska svaret tar vid. I vår kropp
nns det alltid en balansgång mel-
lan pro-in ammatoriska och anti-
in ammatoriska signaler som ser till
att hålla vår in ammatoriska re-
spons redo men inte aktiv i onödan. Till exempel nns monocyter i blodet som är vilandes och när de får signalen övergår de till makrofager som börjar äta främmande ting. Det nns väldigt många olika faktorer, olika grupper kan vara pro- eller anti-in ammatorisk och vissa grupper har lite av båda typerna. Tabellen under visar några exempel, observera att bakterier inte har mekanismer för att motverka en in ammation medan virus har många verktyg för att lura kroppen att inte orsaka en in ammation.
De anti-in ammatoriska signalerna nns även intracellulärt i den cell som blir aktiverad. Om in ammatoriska signaler aktiveras genom t.ex. TLR (som svar på LPS eller anda PAMPs) så nns det vid varje steg i signalstransduk- tionen hämmande molekyler som försöker trycka ned det in ammatoriska svaret. När en cell börjar uppleva stress och får in ammatoriska signaler så bildas en in ammasom, ett proteinklomplex i cellen som aktiverar de pro- in ammatoriska cytokinerna IL-1 och IL-18. Det som ger cellen stress är molekyler som cellen reagerar in ammatoriskt på, det kan vara kroppsegna ämnen (ATP, förhöjd glukos mm) som inte borde vara där de är (t.ex. ex- tracellulär ATP) eller kroppsfrämmande ämnen som vi inte kan göra oss av med (asbest, kiseldam, mm).
Akuta in ammation kan leda till kroniska in ammationer om den inte läker ut eller om den återkommer era gånger, till exempel orsakar en bakteriell pneumoni en akut in ammation som om den inte läker ut leder till en kronisk in ammation.
Dessutom kan kroniska in ammationer uppkomma direkt och inte kräva en akut in ammation. De tre huvudsakliga orsakerna för denna väg är
1) intracellulära patogener (M. Tuberculosis, TBC, mm), 2) främmande kroppar som vi inte kan bryta ned, samt 3) autoimmuna reaktioner såsom reumatoid artrit.
Vad avgör då om en kronisk in ammation kommer att utvecklas eller inte? Det nns några faktorer man har identi erat som viktiga för att avgöra om en kronisk in ammation utvecklas, dessa är?
- Tidslängd
- Var på kroppen in ammationen nn
- Orsaken till in ammationen
- Individens blodstatus och immunkompetens
- Eventuell defekt i leukocytfunktion
Om vi tittar efter vad som skiljer den kroniska in ammationen från den akuta ser vi fyra stora skillnader mellan dem två. Beskriv dessa.
Först och främst är en kronisk in ammation mycket mera heterogen dvs mera oregelbunden i sin patogenes, en akut in ammation hade tydliga tecken (ökad vaskulär permeabilitet som den mest centrala) medan en kronisk in ammation kan utvecklas på olika sätt och har lite regelbundenhet.
En in ammatorisk process kan gå i skov, det innebär att sjukdomstillstån- det kan går upp och ned med tillfällen av utläkning och andra med kraftigare vävnadsskada.
Som vi sa tidigare är en kronisk in ammation mera komplex, en kroniskt in ammerad vävnad genomgår en kombination av läkning och in ammation samtidigt.
Sist så har den kroniska in ammation en ökad immunologis speci citet.
Det nns likt den akuta in- ammationen typer av leukocyter som kännetecknar en kronisk in am- mation. Vilka? Beskriv.
Det är monocyten, T- lymfocyten och broblasten och det är monocyten som dominerar.
Monocyten tar längre tid att rekrytera än den akuta in am- mationens neutro l eftersom neu- tro len nns i större antal och lagrad i benmärgen, det nns inga monocyt-reserver utan synte- sen måste ökas för att höja mo- nocytantalet. Monocyterna kan an- ta era fenotyper beroende på vil- ka signaler den individuella mo- nocyten får från andra leukocy- ter, monocyten utvecklas till en makrofag som kan ha olika egen- skaper såsom att vara bakterieä- tande (den klassiska makrofagen), den kan hjälpa vid vävnadsrepara- tion, samt bli en reglerande makro- fag med antiin ammatoriska funk- tioner.
Om man vill histologiskt identi era
en kronisk in ammation så nns det några bra tecken att leta efter. Vilka?
- Monocyter och lymfocyter i vävnaden
- Fibroblastproliferation
- Angiogenes
- Ödem
- Vävnadsdestruktion
- Fibros, bildningen av bindväv
Beskriv hur den kroniska inflammationen triggas.
En kronisk in ammation påbörjas av att någon in ammatorisk faktor, såsom mikroorganismer, aktiverar monocyter. Till exempel kan LBP-LPS komplex binda till monocyter vilket motiverar dem att aktiveras. De nu aktiva och di erentierade makrofagerna ger ifrån sig cytokiner och nedbrytande mole- kyler (proteaser, lipaser, fria radikaler mm), cytokinerna kommer verka på T-lymfocyter och aktivera dem. Aktiva T-lymfocyter kommer genom IL-2 cy- tokiner ge en autokrin stimuli så era aktiveras, och de kommer ge en positiv återkoppling av monocyt-aktivering så det bidas era makrofager. Makro- fagernas cytokiner verkar också direkt på monocyter och motiverar deras aktivering, dessutom aktiverar andra cytokiner endotelcellerna likt en vanlig in ammation.
Vid det här laget har den positiva återkopplingen gjort att cytokinerna blir systemiska och aktiverar syntesen av akutfasproteiner. T-lymfocyter bör- jar vid det här läget även utsöndra GM-CSF som driver på aktiveringen av
monocyter men även utmognaden av monoblaster till monocyter. Med så myc- ket positiv stimuli börjar det bli dags för lite åtstramning, T-lymfocyterna utsöndrar inhiberande cytokiner mot makrofagerna för att dämpa deras akti- vitet. Vissa av makrofagerna vars fenotyp riktar dem mot vävnadsreparation kommer aktivera broblaster, de kommer bilda kollagen vilket leder till upp- komsten av ärrvävnad.
Ge två kända exempel på inflammatoriska tarmsjukdomar. Beskriv dessa kortfattat.
De esta in ammatoriska sjukdomarna kännetecknas av en konstant in am- matorisk tillstånd som är orsaken till att sjukdomen nns. Två kända exempel på in ammatoriska sjukdomar är Ulcerativ kolit och Crohns sjukdom. Båda två kännetecknas av in ammation i tarmen utan känd orsak som ger besvär, en idé är att det nns en genetiskt faktor som spelar in och har lett till upptäckten av locus på genomet associerade med IBD (en paraplyterm för de två sjukdomarna). Två locus på kromosomerna 12 och 16 identi erades som viktiga för respektive sjukdom (UC och CD), de gener i dessa loci påver- kar syntesen av pro-in ammatoriska cytokiner och vid mutation kan denna jämvikt vara störd.
Beskriv granulom.
En viktig histologisk struktur som kan uppkomma vid kroniska in ammatio- ner och är vanlig vid IBD är granulomer, en mikroskopisk svullnad [se gur 2.9] runt något som immunsystemet identi erar som kroppsfrämmande men inte lyckas eliminera2 direkt. Granulom är ett sätt för kroppen att försöka isolera den in ammatoriska orsaken och eliminera den och om det inte går isolera den från kroppen. I den här miljön har våra normala in ammatoriska celler, framför allt monocyten, börjat anta lite konstiga beteenden.
När kroppen vill eliminera något den inte vill ha sker det genom fagocy- tos av den oönskade entiteten, om det inte går att eliminera vad man nu har bestämmer sig makrofagerna för att gå ihop till stora enheter och försöka fagocytera den igen. Det är under fusionen av makrofager som en granulom börjar bildas. Granulomen kännetecknas av en stor hög med nekrotiserade epiteloida celler centralt, en enorm mängd T-lymfocyter och monocyter som ligger perifert samt epiteloida monocyter som är insprängda i gra- nulomet. Epiteloida celler (monocyter) är sekretoriska monocyter som liknar epi- telceller men är inte epitelceller, de har otydliga cellkonturer och är fyllda med granula. De erkärniga jättecellerna är epiteloida celler som gått ihop för att försöka bryta ned och om inte isolera den in ammatoriska agenten. En specialtyp av jättecell som är den vid granulom kallas även Langhans jätteceller, då ligger kärnorna i en hästsko-form.
Likt in ammation är granulom i sig inte något negativt, det är ett e ek- tivt sätt för kroppen att isolera och försöka förstöra en svårdödad in am- matorisk agens. Granulomer är istället symptom på en kronisk in ammation som orsakas av något, denna något kan vara väldigt mycket, kännetecknet är att orsaken är svårdödad.
Orsaken till granulom kan vara partiklar såsom asbest, kiseldam, metal- ler och andra ämnen som kroppen inte kan bryta ned och orsakar kroniska in ammationer. Det kan även vara en infektion som är väldigt svårdödad, framför allt är det intracelulära infektioner som gör det såsom M. Tuberculosis som förut var känd för att ge granulomer. Sy lis kan också ge granulomer och även sarkoidoser (dock är etologin för sarkoidoser okänd).
Beskriv arteroskleros.
Arteroskleros är en sjukdom då kärlvävnaden blir in ammerad och kan bilda plack som stör blod ödet och i värsta fall bildar tromboser, sjukdomen är värst om den drabbas kärl i hjärtat eller hjärnan. Arteroskleros tros orsakas främst av skador på endotelet när endotelet har blivit dysfunktionell. Or- saken till dysfunktion kan bero på kemikalier, infektion, strålning, alkohol, gener osv men gör att endotelcellerna uttrycker era adhesionsproteiner för leukocyter. Normalt sett ska inga leukocyter ta sig in i endotelet. De dysfunk- tionella endotelcellerna kommer attrahera monocyter (och T-lymfocyter) till den drabbade regionen nästa gång de blir skadade som migrerar in i endotelet där de blir till makrofager. Kom ihåg nu att inga leukocyter ska egentligen nnas i endotelet så redan
här är kärlet patogent, makrofagerna kommer orsaka en in ammation och äta till sig lipider som nns i blodströmmen men som de inte bryter ned utan ansamlar. Makrofager skapar även fria radikaler (oxiderande syre) som muterar lipider vilka stimulerar proliferationen av glatta muskelceller. Att makrofagerna äter så mycket lipider utan att bryta ned dem kommer ge dem ett karaktäristiskt utseende, man kan se vakuoler i dem där fettet lagras och de kallas därför foam cells. Det här är varför en lipid-rik kost kan vara farlig.
Utöver makrofager migrerar även T-lymfocyter in i kärlväggen och driver den kroniska in ammationen så makrofagerna fortsätter jobba och inducerar angiogenes som stimulerar proliferationen av glatta muskelceller.
Det slutliga steget är en extracellulär ansamling av bros och fett som ett resultat av den kroniska in ammationen, om inga plack ramlar av kan ansamlingen av fett och kollagen leda till att kärllumen blir så liten att vi får en ischemi nedströms.
Beskriv översiktligt sårläkning och faktorer relevanta för denna process.
Att vävnader läker ut sa vi var en viktig del av den kroniska in ammationens komplexitet, det nns två typer av sårläkningar: primär och sekundär. Primär sårläkning är läkningen av små sår som inte är infekterade eller omfattande och lämnar minimal ärrvävnad, medan sekundär läkning är då motsatsen är sann. Vilket som sker beror på era faktorer.
Först har vi den celltyp som är drabbad och har olika regenerationsförmå- gor. vissa celltyper är labila och är i ständig mitos, det är främst epitelceller eller lymfoid vävnad och har lättare att reparera sig. Andra har en avstängd men inducerabar proliferation och är stabila celler såsom levern som inte väx- er normalt men vid en skada kan regenereras, njuren och pankreas har också samma funktion till viss grad. Till sist nns såklart de celler med en väldigt begränsad förmåga till regeneration och det är de permanenta cellerna såsom nervceller i CNS, skelletmuskelceller osv.
Det nns faktorer som är speci ka till händelsen såsom närvaron av främ- mande kroppar vilket försvårar läkningsprocessen, om såret är infekterat och hur väl vaskulariserat den drabbade vävnaden är.
Den sista gruppen av faktorer är de systemiska som berör hela individen: ålder, hälsostatus, näringsstatus, immunkompetens, leverfunktion, diabetes och liknande sjukdomar osv.
Vad är primär sårläkning?
Primär sårläkning sker när skadan är begränsad, infektionsgraden är låg och vi har god förmåga till regeneration av den funktionella vävnaden (t.ex. hudceller på huden). När en primär sårläkning börjar så ansamlas neutrofiler vid skadan inom 24h och migrerar mot sårskorpan som bildats. Sam- tidigt börjar epitelceller att migrera och prolifereras för att täcka såret och återskapa basalmembranet.
När vi når dag 3 har neutro ler försvunnit och ersatts med makrofa- ger och angiogenes tar vid in i vävnaden, samtidigt fortsätter tillväxten av epitelceller. Mot dag 7 så når angiogenesen sin maxpunkt vid Dag 5 och broblaster börjar skapa broar mellan sårklyftan och ‘dra ihop’ såret. Den reparations-vävnad som bildar där såret fanns kallas för granulationsväv- nad, den har en låg mekanisk hållfashet (den slits lätt sönder) och består främst av makrofager, broblaster, kollagen och kapillärer.
Under de följande veckorna avslutas regenerationen av epitellagret, de in- ammatoriska cellerna drar sig tillbaka likaså de nybildade kapillärerna och skadan är mestadels återställd med lite ärrvävnad. Medan epitelet är funk- tionell återskappad så är de strukturer i huden (hårfolliklar, svettkörtlar mm) permanent förlorade.
Beskriv sekundär sårläkning.
Då har vi en mer omfattande och komplicerad skada som har mera in ammation och orsakar oftast ärr. Processen är ganska lik [se gur 2.11] den primära sårläkningen men har vissa skillnader. Sårskorpan som bildas är självklart större för att hantera den stora ytan som drabbats, den ökade mängden nekrotisk väv- nad inducerar ett starkare in ammatoriskt svar för att städa spillrorna och kan i sig orsaka skada, den ökade skadan innebär att granulationsvävnaden är större och kommer leda till en större ärrvävnad som inte kan fyllas med funktionell vävnad. Sist så sker en omfattande kontaktion av sårytan med hjälp av myo broblaster, modi erade broblaster med förmågan att kontra- hera sina kollagentrådar likt glatta muskelceller. Kontraktionen av såret kan minska ytan till 5-10% av dess originella yta.
Vad är parenkym?
Den organspeci ka funktionella vävnaden (e.g. hjärtmuskelceller, hepatocyter, neuroner).
Vad är mesenkym?
Den bindväv och stödjande vävnad gemensam för alla organ (e.g. bindväv, ECM, broblaster, blodkärl).
Vad kallas varbildande inflammationer?
purulenta/suppurativa in ammationer